Receptores opioides até o contexto atual*

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1 ARTIGO DE REVISÃO Receptores opioides até o contexto atual* Opioid receptors to date Rodrigo Tomazini Martins 1, Daniel Benzecry de Almeida 2, Felipe Marques do Rego Monteiro 3, Pedro André Kowacs 4, Ricardo Ramina 5 * Recebido do Grupo da Dor, Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR. RESUMO JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Devido à finalidade do ambulatório e os fármacos utilizados rotineiramente, o objetivo deste estudo foi rever e atualizar os conhecimentos sobre os receptores opioides e como complemento de estudo após palestra apresentada aos integrantes da equipe. CONTEÚDO: Foram revisados desde os aspectos históricos até os conhecimentos mais recentes sobre receptores opioides, descritos seus subtipos e mecanismos de ação. Para tal, foram consultadas referências indexadas pelo Pubmed. CONCLUSÃO: Com os dados presentes na literatura atual, concluiu-se que ainda existe muito a ser pesquisado sobre o tópico, visando medicações mais seguras e novas técnicas biomoleculares ainda são necessárias. Descritores: Antagonistas opioides, História da medicina, Morfina, Opioides, Ópio, Papoula, Receptores de morfina, Receptores opioides. SUMMARY BACKGROUND AND OBJECTIVES: Due to the objective of the outpatient setting and to routinely used 1. Residente de Neurologia no Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR, Brasil. 2. Neurocirurgião e Chefe do Serviço de Dor no Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR, Brasil. 3. Residente de Neurocirurgia no Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR, Brasil. 4. Neurologista e Chefe do Serviço de Neurologia no Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR, Brasil. 5. Neurocirurgião e Chefe do Serviço de Neurocirurgia no Instituto de Neurologia de Curitiba. Curitiba, PR, Brasil. Endereço para correspondência: Dr. Rodrigo Tomazini Martins Instituto de Neurologia de Curitiba Rua Jeremias Maciel Perreto, Curitiba, PR c Sociedade Brasileira para o Estudo da Dor drugs, this study aimed at reviewing and updating the knowledge about opioid receptors and worked as a study complement after a lecture presented to team members. CONTENTS: We have reviewed from historical aspects to most recent developments about opioid receptors, in addition to describing subtypes and action mechanisms. For such, Pubmed-indexed references were queried. CONCLUSION: After reviewing current literature data, we have concluded that there is still a lot to be researched about the topic, aiming at safer drugs, and new biomolecular techniques are still needed. Keywords: History of medicine, Morphine, Morphine receptors, Opioid antagonists, Opioid receptors, Opioids, Opium, Poppy. INTRODUÇÃO Desde os tempos remotos, o ópio já vinha sendo utilizado nas diversas culturas, tanto como componente de fórmulas terapêuticas como também com finalidade recreativa. Com os avanços de técnicas biomoleculares e o consequente descobrimento de receptores opioides, houve maior compreensão de seus efeitos e a possibilidade da síntese de novos derivados, tendo grande impacto sobre a população, pela possibilidade de tratar a dor de forma sem precedentes. A identificação dos receptores opioides em laboratório muito contribuiu para essa evolução, sendo o enfoque atual de diversas pesquisas para o descobrimento de novos receptores e seus subtipos, na esperança de compreender os diversos efeitos terapêuticos e colaterais dessa classe medicamentosa, visa permitir a criação de fármacos mais específicos e de melhor tolerabilidade. OPIOIDES: ASPECTOS HISTÓRICOS O ópio é conhecido desde a antiguidade, e tem sido usado pelo homem muito provavelmente antes da 75

2 Martins, Almeida, Monteiro e col. história escrita. Existem imagens arqueológicas que sugerem o seu emprego nas culturas sumérias. Além disso, diversos estudos demonstram que a maioria dos povos antigos já conhecia e utilizava esta substância, incluindo os assírios, árabes, egípcios, gregos, romanos, chineses e persas. Desde 3400 a.c. a papoula parece ter sido cultivada na baixa Mesopotâmia. Os Sumérios se referem a ela como Hul Gil, a planta da alegria e eles logo ensinariam aos assírios os efeitos eufóricos deste extrato vegetal. Essa arte seria repassada para os babilônios, que por sua vez, passariam seu conhecimento aos egípcios 1-3. Em 1300 a.c. na capital de Tebas, os egípcios começaram o cultivo de ópio thebaicum. O comércio de ópio floresce durante o reinado de Tutmés IV, Akhenaton e Tutankhamon. A rota de comércio incluía os fenícios, que transportariam o item para o Mar Mediterrâneo e Europa 1,4. Hipócrates, em 460 a.c., rejeitou os atributos mágicos do ópio, mas concordou que era útil como um narcótico. Em 330 a.c. Alexandre, o Grande, introduziu o ópio para o povo da Pérsia e da Índia. Os hinos religiosos hindus (Vedas) já citavam os poderes do ópio. Vários textos médicos antigos, tais como os descritos por Avicena e Galeno revelavam seu uso como analgésico potente 1-3. O ópio thebaicum, é introduzido pela primeira vez na China por comerciantes árabes em 400 d.c.. No século XII, antigos tratados médicos indianos como Sarangdhar Samhita descreve o uso de ópio para diarreia e disfunções sexuais. Por volta de 1500, os portugueses iniciam o hábito de fumar ópio. Os efeitos eram instantâneos. Um século após, moradores da Pérsia e da Índia começam a comer e beber misturas de ópio com finalidade recreativa. No início do século XVI, o ópio é reintroduzido na literatura médica europeia por Paracelsus como láudano: um composto de ópio, sucos cítricos e quintessência de ouro. Denominadas de pílulas pretas ou Pedras da Imortalidade, eram feitas de thebaicum, sendo receitadas como analgésicos 1-3,5. Em 1680, o botânico inglês, Thomas Sydenham, após estudar as variedades da papoula, introduz o Laudanum Sydenham, um composto de ópio, vinho de cerejas e ervas, recomendando-o como poderoso analgésico e antidiarreico e cita: de todos os remédios que o poderoso Deus favoreceu a dar ao homem para aliviar seus sofrimentos, nenhum é tão universal e eficaz como o ópio 1,2,5. Na metade do século XVIII, Lineu, discípulo de Paracelsus foi o primeiro a classificar a papoula, Papaver somniferum indutor de sono. A sua extração é feita pelo seu látex, retirado por pequenas escarificações em suas flores ainda verdes, de onde sai um líquido leitoso. As variedades mais tradicionais contém neste sumo até 10% de alcaloides medicinais, em especial, a morfina, além de outras substâncias como a tebaína, a codeína, a papaverina e a noscapina, identificadas anos mais tarde 1,2,6. Em 1803, Friedrich Sertürner, na Alemanha, descobriu o ingrediente ativo do ópio, dissolvendo-o em ácido, em seguida, neutralizando-o com amônia. O resultado: um alcaloide - principium somniferum ou morfina. Alguns anos mais tarde, em 1827, a companhia Merck & Co, na Alemanha, começa a produção comercial de morfina. Em 1843, Alexander Wood, de Edimburgo, na Escócia, descobre nova forma de administrar a morfina, pela aplicação através de uma seringa. Seus efeitos são instantâneos e três vezes mais potentes 1,2. Charles Romley A. Wright, pesquisador inglês, em 1874, foi o primeiro a sintetizar a heroína, ou diacetilmorfina, pela fervura da morfina. No início do século XIX, em várias revistas médicas, os médicos discutem os efeitos colaterais do uso de heroína e os sintomas de abstinência 1,2. Atualmente, a Austrália, a Turquia e a Índia são os maiores produtores de ópio para fins medicinais. OS RECEPTORES Desde a metade do século XX, existia o conceito da provável existência de estruturas celulares que reconhecessem as diversas moléculas, permitindo assim a sua ativação. Essas estruturas, denominadas receptores, demonstravam alto grau de especificidade para cada substância. No entanto, somente com o desenvolvimento de modernas técnicas de biologia molecular seria possível conhecer os seus detalhes. Na década de 1940, os primeiros antagonistas opioides surgiram: a naloxona e posteriormente a naltrexona. Ainda nesse período foi desenvolvido o primeiro opioide sintético: a meperidina 3,7. O interesse nesta área aumentou ainda mais com o franco investimento do governo americano, em especial na era Nixon, o qual declarou Guerra contra a Heroína, estimulando a criação de centros de pesquisa sobre os opioides 7. Em meados da década de 1960, Paul Janssen sintetizou pela primeira vez o fentanil em seu laboratório e, nos anos 1970, foram isolados e purificados os primeiros polipeptídeos endógenos (encefalinas e β-endorfinas) 8. O estudo pioneiro de Candace Pert e Solomon Snyder, 76

3 Receptores opioides até o contexto atual Rev Dor. São Paulo, 2012 jan-mar;13(1):75-9 publicado em março de 1973 demonstrou a existência de receptores específicos da naloxona no cérebro de mamíferos e no intestino de cobaias 7,9. Um ano após esta descoberta, em maio de 1974, vários pesquisadores de diversos centros se reuniram em Boston, no Neuroscience Research Program. Foram discutidos temas como: detalhes sobre a ligação dos receptores opioides e as primeiras publicações sobre os opioides endógenos 7. Os estudos farmacológicos da nalorfina em seres humanos demonstravam um resultado interessante. Em doses pequenas, esta substância antagonizava os efeitos analgésicos da morfina. Porém em doses maiores, o efeito analgésico retornava. Com esse achado, ficava aparente a existência de mais de um receptor para explicar esta dualidade 10. A importância dos opioides tem papel marcante na analgesia e a imagem da papoula do ópio aparece em símbolos tradicionais de entidades médicas, tais como o Royal College of Anaesthetists. Por convenção, denominam-se opiáceo a todas as substâncias de origem natural, presentes no ópio da papoula, enquanto que, os opioides seriam todas as moléculas, naturais ou sintéticas, que tenham ação em seus receptores específicos 11. Outras papoulas, em especial a Papaver bracteatum e a Papaver orientale são ricas em tebaína e servem para a produção de hidromorfona, hidrocodona e outros opioides sintéticos. Por meio de pesquisas com preparados de íleo de roedores foi possível identificar três receptores da classe dos opioides e foram nomeados com letras gregas de acordo com a correspondente inicial de cada substância específica utilizada para estimulá-lo 12. Com isso, foi denominado receptor µ (mu) ao receptor ativado pela morfina; κ (kappa) àquele responsivo a cetociclazocina e; σ (sigma) pela substância SKF Esta última mais tarde viria a ser provada como não sendo da classe dos receptores opioides. Os efeitos psicomiméticos descritos relacionados à fenciclidina, que a princípio pareciam ser relacionados aos receptores sigma foram posteriormente reanalisados, chegando-se a conclusão de que seriam, na verdade, decorrentes de bloqueio de receptores glutamatérgicos do tipo NMDA. Da mesma maneira, estudos subsequentes falharam em demonstrar a existência do receptor do tipo sigma 3,9. Na década de 1980, outro grupo de polipeptídeos endógenos foi identificado e foram chamados de dinorfinas. Esses peptídeos derivam de precursores maiores que em mamíferos são: a proencefalina A, a prodinorfina e a proopiomelanocortina 3. Mais tarde, Kosterlitz e col. 13 utilizando-se de ratos vas deferens determinou um novo tipo de receptor e, seguindo a mesma regra de nomenclatura, denominou δ (delta), com isso, perfazendo novamente um total de três receptores opioides 3,9. O receptor δ foi o primeiro a ser clonado em laboratório. Possui como agentes agonistas principais a encefalina (deltorfina) cuja seletividade é baixa, mas possui alta afinidade, e também o SIOM, derivado da naltrexona, mais seletivo e potente. Antagonizando tal substância, encontra-se o naltrindol, também derivado da naltrexona, sendo este, o primeiro a ser sintetizado em laboratório 13. Nos receptores κ, o primeiro agonista identificado foi a cetociclazocina e como antagonista possui a nor-binaltorfimina, de potente ação. Por fim, nos receptores µ, teve como primeiro agonista identificado a morfina, e como antagonista, a naloxona 14. De acordo com o subtipo dos receptores e sua localização no sistema nervoso, algumas ações são bem definidas. Os receptores δ são responsáveis primariamente pela analgesia, mas também por modular funções cognitivas e de dependência física. São localizados nos núcleos pontinos, amígdalas, bulbo olfatório, córtex cerebral profundo e nos neurônios sensitivos periféricos 15. Cabem aos receptores κ as funções de nocicepção, termorregulação, controle de diurese e secreção neuroendócrina. Estão localizados no hipotálamo, substância cinzenta periaquedutal, substância gelatinosa na medula espinhal, além de neurônios sensitivos periféricos 15. Quanto aos receptores µ, estes regulam funções como a nocicepção, o ciclo respiratório e o trânsito intestinal, estando localizados nas lâminas III e V do córtex cerebral, no tálamo, substância cinzenta periaquedutal, substância gelatinosa e trato gastrintestinal 15. Em humanos, os genes que codificam a transcrição destes receptores estão localizados da seguinte maneira: no cromossomo 1 para os receptores δ, no braço longo do cromossomo 8 para os receptores κ e por fim os receptores µ são codificados pelo cromossomo Estes receptores, na membrana celular, são acoplados à proteína G. Quando estimulados por um fármaco opioide, ocorre a inibição da enzima adenilato ciclase, reduzindo o nível intracelular de adenosil monofosfato cíclico. Com isso há o fechamento dos canais de cálcio voltagem dependentes nas terminações pré-sinápticas, reduzindo a liberação de neurotransmissores e ainda a ativação dos receptores, porém não os canais de K + na membrana pós-sináptica. Isso causa uma hiperpolarização desse neurônio, bloqueando parcialmente a transmissão do estímulo doloroso

4 Martins, Almeida, Monteiro e col. Existe uma proposta defendida por biologistas moleculares de mudança na nomenclatura dos receptores δ, κ e µ, os quais foram estabelecidos por farmacologistas. Por esta proposta, os receptores passariam a serem chamados de DOR, KOR e MOR (delta, kappa e mu respectivamente). No entanto, tal nomenclatura ainda continuou sendo fonte de controvérsias. Por fim, a International Union of Pharmachologists (IU- PHAR) definiu uma nova nomenclatura de acordo com a sequência histórica de clonagem dos receptores. Denominou-se que os receptores seriam nomeados por OP, seguidos de um número subscrito referente a ordem cronológica de clonagem e, quando necessário, uma letra a seguir para os subtipos. Sendo assim os receptores DOP passaram a ser denominados OP 1, KOP seriam descritos como OP 2 e assim sucessivamente 9,15. Em estudos de atividade com radioligantes, foi determinada a presença de dois subtipos de receptores µ. O receptor µ 1 tem o sítio de ligação sensível à naloxonazina e os receptores µ 2 são seletivos para morfina 17. Dois antagonistas dos receptores δ foram comparados, o naltrindol e a encefalina. O subtipo δ 1 foi designado ao local onde o naltrindol bloqueou os efeitos da deltanorfina e δ 2, o local onde uma encefalina (DALCE) bloqueou seletivamente a ação de outra encefalina (DPDPE) 18. A presença de dois subtipos de receptores κ foi demonstrada utilizando-se de cetociclazocina radiomarcada. Determinou-se de subtipo κ 1 o local sensível a substância U50,488H, enquanto que o κ 2 acabou por ser considerado um dímero do receptor κ 1. Dentre os receptores κ 1, há outra subdivisão, sendo categorizada de acordo com a afinidade do receptor pela dinorfina. Com isso, designou-se κ 1a o de menor afinidade e κ 1b o de maior afinidade. O subtipo κ 3 decorreu de estudos com uma solução contendo agonista e antagonista (naloxona benzoil- -hidrazona), determinando o local onde esta teria ação antagonista à morfina 19. Novos subtipos de receptores têm sido estudados, determinando que os receptores ε (épsilon) têm sua localização em linfócitos e tem alta afinidade por β-endorfina 20. Outro subtipo, denominado ζ (zeta), está presente nas células da pele, córnea e cérebro, sendo seletivos para met-encefalina. São relacionados ao crescimento de algumas células tumorais 21. Ainda outros subtipos de receptores são descritos como o: ι (iota), cuja encefalina apresenta alta afinidade, estando presente no íleo de coelhos e; λ (lambda) com afinidade por epoximorfina, sendo encontrado em preparados frescos de membranas celulares de ratos 22. CONCLUSÃO No futuro, maiores avanços nas técnicas de biologia molecular e isolamento de DNA complementar trarão, provavelmente, novos conhecimentos e uma melhor compreensão e identificação dos receptores opioides, incluindo suas ações. REFERÊNCIAS 1. Wright AD. The history of opium. Trans Stud Coll Physicians Phila 1961;29(1): Baraka A. Historical aspects of opium. Middle East J Anaesthesiol 1982;6(5): Brownstein MJ. A brief history of opiates, opioid peptides, and opioid receptors. Proc Natl Acad Sci USA 1993;15;90(12): Schiff PL Jr. Opium and Its Alkaloids. Am J Pharm Educ 2002;66(2): Smale R. Addiction and creativity: from laudanum to recreational drugs. J Psychiatr Ment Health Nurs 2001;8(5): Frick S, Kramell R, Schmidt J, et al. Comparative qualitative and quantitative determination of alkaloids in narcotic and condiment Papaver somniferum cultivars. J Nat Prod 2005;68(5): Snyder SH, Pasternak GW. Historical review: opioid receptors. Trends Pharmacol Sci 2003;24(4): Pasternak GW, Simantov R, Snyder SH. Characterization of an endogenous morphine-like factor (enkephalin) in mammalian brain. Mol Pharmacol 1976;12(3): Pert CB, Snyder SH. Opiate receptor: demonstration in nervous tissue. Science 1973;9;179(4077): Lasagna L, Beecher HK. The analgesic effectiveness of nalorphine and nalorphine-morphine combinations in man. J Pharmacol Exp Ther 1954;112(3): Posso IP, Oliveira JO Jr. Os opioides e a legislação. Rev Dor 2009;10(4): Martin WR, Eades CG, Thompson JA, et al. The effects of morphine- and nalorphine- like drugs in the nondependent and morphine-dependent chronic spinal dog. J Pharmacol Exp Ther 1976;197(3): Kosterlitz HW, Lord JA, Paterson SJ, et al. Effects of changes in the structure of enkephalins and of narcotic analgesic drugs on their interactions with mu- and delta- -receptors. Br J Pharmacol 1980;68(2): Emmerson PJ, Liu MR, Woods JH, et al. Binding affinity and selectivity of opioids at mu, delta and kappa receptors in monkey brain membranes. J Pharmacol Exp Ther 1994;271(3):

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